HomeHome Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Related theorems
GIF version

Theorem normlem7 5069
Description: Lemma used to derive properties of norm. Part of Theorem 3.3(ii) of [Beran] p. 97.
Hypotheses
Ref Expression
normlem1.1 S ∈ ℂ
normlem1.2 F ∈ ℋ
normlem1.3 G ∈ ℋ
normlem7.4 (abs ‘S) = 1
Assertion
Ref Expression
normlem7 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F))))

Proof of Theorem normlem7
StepHypRef Expression
1 normlem1.1 . . . . . 6 S ∈ ℂ
2 normlem1.2 . . . . . 6 F ∈ ℋ
3 normlem1.3 . . . . . 6 G ∈ ℋ
4 cleqid 1102 . . . . . 6 -(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) = -(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))
51, 2, 3, 4normlem2 5064 . . . . 5 -(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℝ
61cjcl 4804 . . . . . . . 8 (∗ ‘S) ∈ ℂ
72, 3hicl 5044 . . . . . . . 8 (F ·i G) ∈ ℂ
86, 7mulcl 4105 . . . . . . 7 ((∗ ‘S) · (F ·i G)) ∈ ℂ
93, 2hicl 5044 . . . . . . . 8 (G ·i F) ∈ ℂ
101, 9mulcl 4105 . . . . . . 7 (S · (G ·i F)) ∈ ℂ
118, 10addcl 4104 . . . . . 6 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℂ
1211negre 4825 . . . . 5 (-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℝ ↔ (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℝ)
135, 12mpbi 164 . . . 4 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℝ
1413leabs 4852 . . 3 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (abs ‘(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))))
1511absneg 4843 . . 3 (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))) = (abs ‘(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))))
1614, 15breqtrr 2082 . 2 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))))
17 cleqid 1102 . . 3 (G ·i G) = (G ·i G)
18 cleqid 1102 . . 3 (F ·i F) = (F ·i F)
19 normlem7.4 . . 3 (abs ‘S) = 1
201, 2, 3, 4, 17, 18, 19normlem6 5068 . 2 (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))) ≤ (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F))))
2111negcl 4142 . . . 4 -(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ∈ ℂ
2221abscl 4840 . . 3 (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))) ∈ ℝ
23 2re 4470 . . . 4 2 ∈ ℝ
24 hiidge0t 5056 . . . . . . 7 (G ∈ ℋ → 0 ≤ (G ·i G))
253, 24ax-mp 6 . . . . . 6 0 ≤ (G ·i G)
26 hiidrclt 5053 . . . . . . . 8 (G ∈ ℋ → (G ·i G) ∈ ℝ)
273, 26ax-mp 6 . . . . . . 7 (G ·i G) ∈ ℝ
2827sqrcl 4758 . . . . . 6 (0 ≤ (G ·i G) → (√ ‘(G ·i G)) ∈ ℝ)
2925, 28ax-mp 6 . . . . 5 (√ ‘(G ·i G)) ∈ ℝ
30 hiidge0t 5056 . . . . . . 7 (F ∈ ℋ → 0 ≤ (F ·i F))
312, 30ax-mp 6 . . . . . 6 0 ≤ (F ·i F)
32 hiidrclt 5053 . . . . . . . 8 (F ∈ ℋ → (F ·i F) ∈ ℝ)
332, 32ax-mp 6 . . . . . . 7 (F ·i F) ∈ ℝ
3433sqrcl 4758 . . . . . 6 (0 ≤ (F ·i F) → (√ ‘(F ·i F)) ∈ ℝ)
3531, 34ax-mp 6 . . . . 5 (√ ‘(F ·i F)) ∈ ℝ
3629, 35remulcl 4119 . . . 4 ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F))) ∈ ℝ
3723, 36remulcl 4119 . . 3 (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F)))) ∈ ℝ
3813, 22, 37letr 4310 . 2 (((((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))) ∧ (abs ‘-(((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F)))) ≤ (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F))))) → (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F)))))
3916, 20, 38mp2an 520 1 (((∗ ‘S) · (F ·i G)) + (S · (G ·i F))) ≤ (2 · ((√ ‘(G ·i G)) · (√ ‘(F ·i F))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   = wceq 1091   ∈ wcel 1092   class class class wbr 2054   ‘cfv 2422  (class class class)co 3001  ℂcc 4026  ℝcr 4027  0cc0 4028  1c1 4029   + caddc 4031   · cmulc 4032  -cneg 4090   ≤ cle 4092  2c2 4454  √csqr 4727  ∗ccj 4788  abscabs 4789   ℋ chil 4958   ·i csp 4963
This theorem is referenced by:  normlem7t 5072  norm-ii 5086
This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-un 1076  ax-pow 1077  ax-reg 1078  ax-inf 1079  ax-hvaddcl 4984  ax-hvzercl 4987  ax-hvmulcl 4989  ax-hvmulass 4992  ax-hvmulzer 4995  ax-hicl 5043  ax-his1 5045  ax-his2 5046  ax-his3 5047  ax-his4 5048
This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-3or 582  df-3an 583  df-ex 679  df-sb 853  df-eu 1009  df-mo 1010  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ne 1192  df-ral 1205  df-rex 1206  df-reu 1207  df-rab 1208  df-v 1349  df-sbc 1441  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-pss 1494  df-nul 1708  df-if 1777  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-tp 1814  df-op 1815  df-uni 1920  df-int 1966  df-iun 1996  df-tr 2042  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-id 2125  df-po 2128  df-so 2138  df-sup 2154  df-fr 2169  df-we 2186  df-ord 2202  df-on 2203  df-lim 2204  df-suc 2205  df-om 2373  df-xp 2424  df-rel 2425  df-cnv 2426  df-co 2427  df-dm 2428  df-rn 2429  df-res 2430  df-ima 2431  df-fun 2432  df-fn 2433  df-f 2434  df-f1 2435  df-fo 2436  df-f1o 2437  df-fv 2438  df-rdg 2970  df-opr 3003  df-oprab 3004  df-1st 3087  df-2nd 3088  df-1o 3104  df-oadd 3106  df-omul 3107  df-er 3200  df-ec 3202  df-qs 3205  df-ni 3794  df-pli 3795  df-mi 3796  df-lti 3797  df-plpq 3829  df-mpq 3830  df-enq 3831  df-nq 3832  df-plq 3833  df-mq 3834  df-rq 3835  df-ltq 3836  df-1q 3837  df-np 3880  df-1p 3881  df-plp 3882  df-mp 3883  df-ltp 3884  df-plpr 3958  df-mpr 3959  df-enr 3960  df-nr 3961  df-plr 3962  df-mr 3963  df-ltr 3964  df-0r 3965  df-1r 3966  df-m1r 3967  df-c 4034  df-0 4035  df-1 4036  df-i 4037  df-r 4038  df-plus 4039  df-mul 4040  df-lt 4041  df-sub 4133  df-neg 4135  df-div 4216  df-le 4277  df-n 4423  df-2 4462  df-3 4463  df-4 4464  df-n0 4535  df-z 4564  df-seq 4661  df-exp 4676  df-sqr 4728  df-re 4790  df-im 4791  df-cj 4792  df-abs 4793  df-hvsub 4996
metamath.org